package com.hsp.learn.search;

import java.util.Arrays;

/**
 * @Author Zan
 * @Create 2024/10/8 15:19
 * @ClassName: FibonacciSearch
 * @Description : 斐波那契查找
 */
public class FibonacciSearch {

    public static int maxSize = 20;

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1, 8, 10, 89, 1000, 1234};
        System.out.println(fibonacciSearch(arr, 8912));
    }

    // 因为后面我们mid=low+F(k-1)-1，需要使用到斐波那契数列，因此我们需要先获取到一个斐波那契额数列
    // 使用非递归的方法得到一个斐波那契数列
    public static int[] fibonacci() {
        int[] f = new int[maxSize];
        f[0] = 1;
        f[1] = 1;
        for (int i = 2; i < maxSize; i++) {
            f[i] = f[i - 1] + f[i - 2];
        }
        return f;
    }

    /**
     * 斐波那契查找算法（非递归）
     * @param a 数组
     * @param key 我们需要查找的关键码（值）
     * @return 返回对应的下标，如果没有就返回-1
     */
    public static int fibonacciSearch(int[] a, int key) {
        int low = 0;
        int high = a.length - 1;
        int k = 0; // 表示斐波那契分割数值的下标
        int mid = 0; // 存放mid的值
        int[] f = fibonacci();
        // 获取到斐波那契分割数值的下标
        while (high > f[k] - 1) {
            k++;
        }
        // 因为 f[k] 可能大于数组的长度，因此需要使用Arrays类，构造一个新的数组，并指向a[]，不足的部分使用0填充
        int[] temp = Arrays.copyOf(a, f[k]);
        // 实际上需要使用a数组最后的数填充temp
        for (int i = high + 1; i < temp.length; i++) {
            temp[i] = a[high];
        }

        // 使用while循环来处理查找，找到对应的数
        while (low <= high) {
            mid = low + f[k - 1] - 1;
            if (key < temp[mid]) {
                // 左查询
                high = mid - 1;
                // 全部元素 = 前面元素 + 后边元素
                // f[k] = f[k - 1] + f[k - 2]
                // 因为前面有 f[k - 1]个元素，所以可以继续拆分 f[k - 1] = f[k - 2] + f[k - 3]
                // 即下次循环 mid = f[k - 1 - 1] - 1
                k--;
            } else if (key > temp[mid]) {
                // 右查询
                low = mid + 1;
                // 为什么是k-2
                // 因为后边是 f[k - 2]，因此可以继续拆分 f[k - 1] = f[k - 3] + f[k - 4]
                // 即在f[k - 2] 的前面进行查找 k -= 2
                // 即下次循环 mid = f[k - 1 - 2] - 1
                k -= 2;
            } else {
                if (mid <= high) {
                    return mid;
                } else {
                    return high;
                }
            }
        }
        return -1;
    }
}
